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TCP编程

时间:2019-04-07 11:22:22      阅读:104      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

 

Socket是网络编程的一个抽象概念,通常我们用一个Socket表示“打开了一个网络连接”,而打开一个Socket需要知道目标计算机的IP地址和端口号,在指定协议类型即可。

客户端

大多数连接就是考的TCP连接。创建TCP连接时,主动发起连接叫客户端,被动响应练级的叫服务器。

举个栗子,当我们在浏览器中访问新浪时,我们自己的计算机就是客户端,浏览器会主动向新浪的服务器发起连接,如果一切顺利,新浪的服务器接收了我们的连接,一个TCP连接就建立起来了,后面的通信就是发送网页内容了。

所以,我们要创建一个基于TCP连接的Socket,可以这样做:

# 导入socket库
import socket

#创建一个socket
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connent((www.sina.com.cn, 80))

创建Socket是,AF_INET 指定使用IPv4协议,吐过要用更先进的IPv6,就指定为AF_INET6.SOCK_STREAM指定使用面向流的TCP协议,这样,一个Socket对象就创建成功,但是还没有建立连接。

客户端要主动发起TCP连接,必须知道服务器的IP地址和端口号,新浪网站的IP地址可以用域名www.sina.com.cn 自动转到IP地址,但是怎么知道新浪的端口号呢?

答案是作为服务器,提供什么样的服务,端口就必须固定下来,由于我们想要访问网页,因此新浪提供网页服务的服务器必须把端口号固定在80端口,因为80端口是Web服务器的标准端口。其他服务都有对应服务的端口号,例如SMTP服务是25端口,FTP服务是21端口,等等。端口号小于1024的是internet标准服务的端口,端口号大于1024的,可以任意使用。

因此,我们连接新浪服务器的代码如下:

s.connect((www.sina.com.cn, 80))

注意参数是一个tuple,包涵地址和端口号。

建立TCP连接后,我们就可以向新浪服务器发送请求,要求返回首页的内容:

# 发送数据
s.send(bGET / HTTP/1.1\R\nHost: www.sona.xom.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n)

TCP连接创建的是双向通道,双向搜可以同时给对方发数据。但是谁先发谁后发,怎么协调,要根据具体的协议来决定。例如,HTTP协议规定客户端必须先发送请求给服务器,服务器收到后才发数据给客户端。

发送的文本格式必须符合HTTP标准,如果格式没问题,接下来就可以接受新浪服务器返回的 数据了:

# 接受数据
buffer = []
while True:
    # 每次最多接收1k字节
    d = s.reav(1024)
    if d:
        buffer.append(d)
    else:
        break

data = b‘‘.join(buffer)

接收数据时,调用recv(max)方法,一次最多接收指定的字节数,因此,在一个while循环里面反复接收,直到recv()返回空数据,表示接收完毕,退出循环。

当我们接收完数据后,调用close()方法关闭Socket,这样,一次完整的网络通信就结束了;

# 关闭连接
s.close()

接收到的数据包括HTTP头和网页本身,饿哦们只需要把HTTP头和网页分离一下,把HTTP头打印出来

件:

header, html = data.split(b\r\n\r\n, 1)
print(header.decode(utf-8))
# 把接收的数据写入文件
with open(sina.html, wb) as f:
    f.write(html)

现在,只需要在浏览器中打开这个dina.html文件,就可以看到新浪首页了。

 

 

服务器

和客户端编程相比,服务器变成就要复杂一些。

服务器进程首先要绑定一个端口并监i,听来自其他客户端的连接,如果某个客户端连接进来了,服务器就与改客户端建立Socket连接,随后的通信就靠这个Socket连接了。

所以,服务器会打开固定端口(比如80)监听,每来一个客户端连接,就创建给Socket连接。由于服务器会大量来自客户端的连接,所以,服务器要能够区分一个Socket连接是和那个客户段绑定的。一个Socket依赖4项:服务器地址,服务器端口,客户端地址,客户端端口来唯一确定一个Socket。

但是服务器还需要同时响应多个客户端的请求,所以,每个连接都需要一个新的进程或者线程来处理,否则,服务器一次就只能服务器一个客户端了。

我们来编写一个简单的服务器程序,它接收客户点连接,把客户端发过来的字符串加上Hello在发回去。

首先,创建一个基于IPv4和TCP协议的Socket;

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

然后,我们要绑定监听的地址和端口。服务器可能有多快网卡,可以绑定到某一块网卡的IP地址上,也可以用0.0.0.0绑定到所有的网络地址,还可以用127.0.0.1绑定到本机地址。127.0.01是一个特殊的IP地址,表示本机地址,如果绑定到这个地址,客户端必须同时在本机运行才能连接,也就是说,外部的计算机无法连接进来。

端口号需要预先指定。因为我们写的这个服务不是标准的服务,所以用9999这个端口。请注意。小于1024的端口号必须要有管理员权限才能绑定;

# 监听端口
s.bind(127.0.0.1, 9999)

紧接着,调用listen()方法开始监听端口,传入的参数指定等待连接的自大数量:

s.listen(5)
print(Waiting for connection...)

接下来,服务器程序通过一个永久循环来接受来自客户端的连接,accept()会等待返回一个客户端的连接:

while True;
    # 接受一个新连接
    sock, addr = s.accept()
    # 创建新线程来处理TCP连接:
    t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
    t.start()

每个连接都必须创建新线程(或进程)来处理,否则,单线程在处理连接的过程中,无法接受其他客户端的连接:

def tcplink(sock, addr):
    print(Accept new connection from %s: %s...% addr)
    sock.send(bWelcome!)
    while True;
        data = sock.recv(1024)
        time.sleep(1)
        if not data or data.decode(utf-8) == exit:
            break
        sock.send((Hello, %s! % data.decode(utf-8)) .encode(utf-8))
    sock.close()
    print(Connection from %s:%s closed.% addr)

建立连接后,服务器首先发一条欢迎消息,然后等待客户数据,并加上Hello再发送给客户端。如果客户端发送了exit字符串,就直接关闭连接。

要测试这个服务器程序,我么还需要编写一个客户端程序:

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立连接
s.connect((127.0.0.1, 9999))
#接收欢迎消息
print(s.recv(1024).decode(utf-8))
for data in in [bMichael, bTracy, bSarch]
    # 发送数据
    s.send()
    print(s.recv(1024).decode(utf-8))
s.send(btext)
s.close()

我们需要打开两个命令窗口,一个运行服务器程序,另一个运行客户端程序,就可以看到结果了:
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需要注意的是,客户端程序运行完毕就退出了,而服务器程序会永远运行下去,必须按Ctrl+C退出程序。

 

 小结

用TCP协议进行Socket编程在Python中十分简单,对于客户端,要主动链接服务器的IP和指定端口,对于服务器,要首先监听指点端口,然后对每一个新的连接,创建一个线程或进程来处理,通常,服务器程序会无线运行下去。

同一个端口,被一个Socket绑定了以后,就不能被别的Socket绑定了。

 

TCP编程

原文:https://www.cnblogs.com/jcjc/p/10664198.html

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